Accueil Table des
matières
Forum Compteur pour tout le site : 6 151 423
Nombre actuel de lecteurs : 25
Base HP
Calculs enceintes
Moteur de
recherche
Lexique
Le site
Contact
Notions
techniques
Baffles et
enceintes
Le filtrage
Calculs des filtres
Réalisations
et plans
Autour des HP
et enceintes
Mon système Hors sujets

image121-4.jpg


Charge symétrique, 7th order bandpass system

Mise à jour : 2012-02-17.

 

Ce chapitre est rédigé avec l'aide active d'Yves. Il en est l'auteur exclusif.
Yves est aussi l'auteur du chapitre : Simulation de 4 filtres sous Mathcad.

Conformément aux règles déontologique de ce site, ce qui est d'Yves est en marron, ce qui est de moi en noir.

 

Principe :

 

image962.jpg

L'enceinte 7 th order bandpass system est divisée en trois volumes inégaux.
  • Un premier volume clos à l'arrière du haut-parleur. (en haut)
  • Un deuxième volume avec évent devant le haut-parleur. (au milieu)
  • Un troisième volume avec 2 évents, dont l'un donne sur l'extérieur.

Le système se comporte comme un passe bande, avec une coupure basse et une coupure haute.
Malgré cette coupure haute, le médium arrive a sortir par l'évent.
Un filtre passif, une self en série, est nécessaire pour couper les médiums aigus.

 

 

Une remarque :
Il faut toujours placer l'aimant du HP dans le volume avec l'évent. Cela permet une meilleure évacuation de la chaleur dégagée par la bobine et qui chauffe l'aimant. Ce point est encore plus vrai pour les HP qui ont l'aimant percé au centre, justement dans le but d'évacuer la chaleur.
Mon plan ci-dessus a donc l'aimant orienté du mauvais coté...

 

Simulation :

Téléchargez le programme 7 th order bandpass sous MATHCAD. Version 09/02/2012
Téléchargez le programme Entrée des données HP sous MATHCAD. Version 09/02/2012

3 fichiers de data HP PERLESS : p830667, p830668, p830669, au format zip pour le téléchargement, au format prn pour l'utilisation.

sls.jpg

Mettez le programme et les fichiers de données HP dans le même répertoire.

Utilisez la base de données HP pour avoir les valeurs à rentrer dans le programme Entrée des données HP.
Ils sont affichés dans les unités demandées par le programme Mathcad, vous n'avez pas de conversion à faire. L'ordre est celui du fichier data.

 

Introduction :

C'est en modélisant le double bass-reflex, que je me suis rendu compte que la pression dans le volume contenant l'évent était relativement constante sur une large bande en basses fréquences.

L'enceinte du 7 ordre est un double basses reflex, dans laquelle la face avant du HP ne débite pas vers l'extérieur mais dans un volume clos.

Dans cet exposé, on trouve  le principe de fonctionnement et les particularités de l'enceinte du 7 ordre,  ainsi que des conseils pour l'utilisation d'un  programme de modélisation.

On peut  visualiser les principales caractéristiques de l'enceinte, Si en fonction de la fréquence, déplacement du pavillon, Sl max, impédance électrique.

 

Caractéristiques de l'enceinte du 7 ordre :

Ce type d'enceinte permet de couvrir dans un volume modéré deux octaves tout en conservant sensiblement le niveau d'émission du HP donné par le constructeur.

En très basses fréquences,  le déplacement du HP est limité acoustiquement  parce que le HP rayonne dans le volume clos vi, ce qui n'est pas le cas du BR, ni de l'enceinte  6 ordre.

Le flux volumique de l'évent p2 « sortie » est beaucoup plus important que le flux volumique du HP et ce sur  toute la bande, ce qui permet de générer un Sl important avec un minimum de distorsion.

Le régime impulsionnel est très correct.

En extrémité de bande, haute fréquence le rayonnement du HP chute de 24 dB par octave ce qui évite un filtrage sophistiqué, une self suffit.

Les accords des volumes vb1 et vbp se font a des fréquences plus élevées que le BR ou le 6 ordre, on peut utiliser des évents ayant un diamètre plus important d'où une  vitesse du  déplacement de l'air réduite ce qui est toujours favorable.

Voir ../php/brevent.php

 

Constitution :

 

7th-1.jpg

Figure 1.

L'enceinte comporte 3 parties :

  • Vi : Volume clos dans lequel le HP rayonne par sa face avant.
  • Vb1 : Volume dans lequel est situé le HP.
  • Vbp : Volume dans lequel sont placés deux évents.

Le seul rayonnement acoustique extérieur est celui issu de l'évent p2.

L'évent p1 est celui situé derrière le HP.

L'évent p2 rayonne vers l'extérieur.

 

 

Schéma équivalent acoustique :

Figure 2.

7th-2.jpg

Principe de fonctionnement :

En très basses fréquences Cab et Cabp présentent une impédance acoustique élevée négligeable devant les autres éléments, d'où le schéma équivalent simplifié.

Figure 3.

7th-3.jpg

On est en présence d'un accord série le flux de vitesse traversant rar la partie réelle de l'impédance de rayonnement est amplifiée.
Le débit volumique du HP est amplifié ou encore le flux rayonné par l'évent p2 est plus important que le flux rayonné par le HP.
Pour des fréquences plus élevées, il faut se référer au schéma figure 2, on est en présence d'un double BR, avec des accords a des fréquences plus élevées que le BR d'où des diamètres d'évents plus importants.
Donc en résumé dans toute la bande, le débit volumique du HP est plus petit que le débit volumique de l'évent p2.
Ce qui permet de générer un Sl plus important que le ferait le HP s'il était seul a rayonner.

 

7th-4.jpg

Figure 4.

A titre d'exemple sont tracés les débits volumiques :

  • En bleu le HP.

  • En rouge évent p1.

  • En noir évent p2.

Jusqu'à 100 Hz le flux de l'évent courbe noir HP est plus important que le flux HP courbe bleu évent p2

 
 

7th-5.jpg

Figure 5.

Il en est de même des déplacements :

  • En bleu le HP.
  • En rouge évent p1.
  • En noir évent p2.
 
 

7th-6.jpg

Figure 6.

Sl en bleu le HP, s'il était seul a rayonner.

En noir l'évent p2.

 

Dans la bande qui nous intéresse, << Caisson de graves >> mais surtout en très basses fréquences, l'évent p2 en noir rayonne beaucoup plus que le HP en bleu ce qui est favorable pour une restitution présentant le minimum de distorsion, ainsi qu'un Sl maximum sans que le HP ne dépasse ses limitations maximales de déplacement.

 

Exemple de réalisation, modélisation et mesures :

Figure 7.

830667-3.jpg

Paramètres de l'enceinte pour le HP PERLEES 830667, voir la figure 1 :

  • Vt : Le volume intérieur total de l'enceinte = Vi + Vb1 + Vbp.
  • Vi : Le volume clos.
  • Vb1 : Le volume dans lequel est situé le HP.
  • Vbp : Le volume contenant les 2 évents.
  • Lp1 : Longueur de l'évent P1.
  • phip1 : Diamètre intérieur de l'évent D=0.100 m intérieur.
  • Lp2 : Longueur de l'évent p2.
  • phip2 : Diamètre intérieur de l'évent D=0.125 m intérieur.
  • Fs : La fréquence d'accord de vbp.
  • Fp : La fréquence d'accord de vb1.

 

Mesures du caisson modélisé figure 7 :

830667-2.jpg

Comme on peut le voir, la modélisation de la figure 7 est correcte, la bande passante couvre deux octaves, le régime impulsionnel est presque parfait.
La distorsion est faible, c'est en partie du au filtrage acoustique 24 dB par octave << par construction>>, au delà de la fréquence de coupure haute.
Niveau max sans dépasser les limites HP, déplacement pavillon.
Le niveau max a été calculé en tenant compte du déplacement maximal dans notre cas autour de 30 Hz, au dessus de 35 Hz on peut ajouter 6 dB de mieux.

7th-8.jpg

7th-9.jpg

 

Choix du HP :

Les PERLEES 830667, 830668, 830669 sont bien adaptés a ce type d'enceinte mais il en existe certainement d'autres.
Il est souhaitable de choisir un HP ayant :

  • Une fréquence de résonance Fs assez basse, inférieure à 45 Hz.
  • Un VAS pas trop élevé.
  • Un Qts < 0.6, un Qts faible n'est pas gênant.
  • Un débattement Xmax assez important, pour pouvoir générer un niveau sonore important en très basses fréquences.
  • Un diamètre de membrane (Dd, Sd) pas trop élevé, < 30 cm, si vous ne voulez pas une enceinte de grand volume.

Ces valeurs ne sont pas exhaustives. Le programme Mathcad vous montrera si c'est faisable.

 

Utilisation du programme :

Je n'ai pas pu établir d'équations facilement exploitables comme c'est le cas avec les autres enceintes.
Mais heureusement avec quelques conseils ci-dessous et l'utilisation du programme sous Mathcad il est possible de modéliser correctement et assez facilement (?) ce type d'enceinte.
Je sais qu'il est difficile d'utiliser un prg écrit par quelqu'un d'autres j'ai essayé d'être le plus clair possible.
J'ai surligné certaines parties du prg, pour en augmenter la clarté :

7th-10.jpg

 

Entrée des données dans le programme :

Il est probable que le n° de page ne corresponde pas exactement aux valeurs indiquées
C'est pourquoi j'ai reproduit surlignée la partie du prg correspondante.

Variables à rentrer dans le programme :

  • exc : Le déplacement crête, Xmax, du HP spécifications constructeur, Page 1.
  • Les caractéristiques T&S du HP, vous pouvez télécharger le programme « Entrée HP ». Une aide avec la base de données.
  • La bande de fréquence qui vous intéresse : fmin, fmax, nombre de points de calcul, Page 1.
  • Fpreso : Fréquence d'accord du volume vb1 avec évent p1, Page 1.
  • Fclos : Fréquence de résonance du HP dans vi, Page 7.
  • vb1, phip1, Page 10.
  • vb2, phip2, Page 12.

Ces données rentrées, on voit, après avoir lancé le programme, les résultats.

  • Sl global, Page 34.
  • Déplacement, flux, vitesse, Page 36.
  • Sl max, Page 38.
  • Impédance électrique, Page 47.

Une fois rentré les caractéristiques du HP a partir du programme « Entrée HP ».
Voir le programme d'entrée des données « à télécharger »

 

Entrée du déplacement maxi crête du pavillon :

Yves appelle pavillon, la membrane du HP.
Le déplacement maxi crête, c'est Xmax en base de données.

7th-11.jpg

 

Entrée de la bande de fréquences à visualiser :

Il faut rentrer les fréquences mini et maxi dans la bande qui nous intéresse, ainsi que le nombre de points à calculer feuille 1

7th-12.jpg

Je vais calculer tout les graphes de 10 Hz à 300 Hz, avec 300 points de calculs.

 

Entrée de fpreso :

Entrer la valeur de fpreso fréquence de résonance de l'enceinte vb1 avec évent p1
Cette fréquence correspond a l'accord de  vb1 avec son évent  sans HP.

7th-13.jpg

Suivant l'enceinte à tester faire varier fpreso entre 70 Hz et 110 Hz.

 

Entrée de fclos :

Rentrer la fréquence fclos qui correspond a la fréquence de résonance du HP ayant la face avant débitant dans vi et la face arrière a l'air libre en baffle infini
Cette fréquence doit être comprise entre 50 Hz et 70 Hz.

7th-14.jpg

Le volume vi correspondant a cette fréquence est affiché.

7th-15.jpg

J'ai rentré 64.5hz pour fclos, ce qui nécessite « Résultat en jaune » un volume vi de 18 L.

 

Entrée de vpl, phipl, qla1 :

7th-16.jpg

Rentrer le volume vb1. Commencer par faire vb1 = vi c'est en général ce qui donne le meilleur résultat.
La fréquence fpreso qui a déjà été rentrée « début de programme » correspond la fréquence de résonance du volume vb1 avec l'évent p1.
Rentrer qla1 et phipl.
Laisser dans un premier temps qla1=7 qui varie entre 5 et 7 suivant la quantité d'amortissant dans le volume vb1
Pour cette fréquence on lit la longueur de l'évent p1.

7th-17.jpg

Pour la fréquence choisie fpreso et avec un volume vb1 et un diamètre intérieur phip1
On lit la longueur de l'évent lp1 = 10.7 cm.

 

Entrée de vbp, phip2, qlb et fs:

Rentrer vbp = 2*vi donne généralement de bons résultats.

7th-18.jpg

Qlb varie entre 5 et 7 suivant la quantité d'amortissant dans le volume vbp.
Remplir au 1/3 obligatoire pour éliminer lez fréquences hautes au delà de la fréquence de coupure haute > 300 Hz.
Dans un premier temps pour avoir le Sl le plus plat laisser fs = fclos. Après lecture des graphes on peut faire varier fs.
En donnant à fs une valeur plus petite que fclos, la fréquence de coupure sera plus basse, mais le Sl diminue. « a tester ». Voir exemple ci-dessous
Pour la fréquence fs choisie on a le résultat de la longueur de l'évent lp2.

7th-19.jpg

On lit lp2 = 12.6 cm.

 

Résultat de la modélisation :

Figure 7.

830667-3.jpg

Courbe noire Sl en fonction de la fréquence.
Toutes les données rentrées précédemment et les résultats sont affichés surlignés.
Courbe bleue Sl si le HP rayonnait seul.
Les volumes des évents « volevent » sont calculés automatiquement et doivent être ajoutes a vbp lors de la construction.

7th-20.jpg

Il faut ajouter 2.17 L à vbp.

 

Résultats : Déplacement pavillon, flux et vitesse « pavillon et évents ».

7th-21.jpg

 

Résultats : Déplacement pavillon pour 1 watt et Sl max puissance électrique max pour Sl max.

7th-22.jpg

Impédances électriques du caisson dernière page.

7th-23.jpg

 

Influence des divers éléments sur le comportement de l'enceinte :

Remarque lorsque on lance le prg le graphe Sl figure 8 « Page 38 » le tracé en rouge montre les résultats de la dernière configuration ce qui permet de mieux voir l'influence des dernières modifications.

Le volume clos vi limite de déplacements du pavillon< en TBF, si ce volume est trop petit la coupure de la fréquence basses va augmenter.
Mais il est illusoire d'avoir un vi trop important, car au delà d'une certaine limite voir graphe le gain devient insignifiant.

Plus la fréquence fpreso augmente, plus élevée sera la fréquence de coupure haute mais si celle-ci est trop élevée la courbe de réponse en fonction de la fréquence Sl est perturbée.

Faire fs < fclos diminue la fréquence de coupure basse, mais le niveau Sl chute. Il faut trouver le compromis qui vous semble le plus intéressant.

Diminuer vbp augmente la fréquence de coupure haute.

Pour avoir testé le prg un nombre considérable de fois les meilleurs résultats « Sl plat » sont obtenus en faisant :

  • vb1 = vi.

  • vbp = 2 * vi.

Il faut ensuite modifier les fréquences fpreso, fclos et fs pour obtenir le résultat qui convient le mieux.


Valid HTML 4.01 Transitional

Merci pour votre visite.


Dôme acoustique : La conception des enceintes acoustiques.


Il y a un savoir vivre élémentaire qui consiste à demander l'autorisation avant de reprendre tout ou partie de ce qui est écrit dans ce chapitre.
Ne pas respecter ce droit élémentaire vous expose à des poursuites sous toutes les formes.